package com.hy.dp.bagProblem.ZeroOnebag;

public class BagProblem2 {


    /**
     * 动态规划：关于01背包问题，你该了解这些！（滚动数组）
     *
     *  一维dp数组（滚动数组）
     *  对于背包问题其实状态都是可以压缩的。
     *
     * 在使用二维数组的时候，递推公式：dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - weight[i]] + value[i]);
     *
     * 其实可以发现如果把dp[i - 1]那一层拷贝到dp[i]上，表达式完全可以是：dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][j - weight[i]] + value[i]);
     *
     * 与其把dp[i - 1]这一层拷贝到dp[i]上，不如只用一个一维数组了，只用dp[j]（一维数组，也可以理解是一个滚动数组）。
     *
     * 这就是滚动数组的由来，需要满足的条件是上一层可以重复利用，直接拷贝到当前层。
     *
     * 读到这里估计大家都忘了 dp[i][j]里的i和j表达的是什么了，i是物品，j是背包容量。
     *
     * dp[i][j] 表示从下标为[0-i]的物品里任意取，放进容量为j的背包，价值总和最大是多少。
     *
     *
     *  动规五部曲分析如下：
     *
     * 1.确定dp数组的定义
     * 在一维dp数组中，dp[j]表示：容量为j的背包，所背的物品价值可以最大为dp[j]。
     *
     * 2.一维dp数组的递推公式
     * dp[j]为 容量为j的背包所背的最大价值，那么如何推导dp[j]呢？
     *
     * dp[j]可以通过dp[j - weight[i]]推导出来，dp[j - weight[i]]表示容量为j - weight[i]的背包所背的最大价值。
     *
     * dp[j - weight[i]] + value[i] 表示 容量为 j - 物品i重量 的背包 加上 物品i的价值。（也就是容量为j的背包，放入物品i了之后的价值即：dp[j]）
     *
     * 此时dp[j]有两个选择，一个是取自己dp[j] 相当于 二维dp数组中的dp[i-1][j]，即不放物品i，一个是取dp[j - weight[i]] + value[i]，即放物品i，指定是取最大的，毕竟是求最大价值，
     *
     * 所以递归公式为：
     *
     * dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]);
     * 可以看出相对于二维dp数组的写法，就是把dp[i][j]中i的维度去掉了。
     *
     * 3.一维dp数组如何初始化
     * 关于初始化，一定要和dp数组的定义吻合，否则到递推公式的时候就会越来越乱。
     *
     * dp[j]表示：容量为j的背包，所背的物品价值可以最大为dp[j]，那么dp[0]就应该是0，因为背包容量为0所背的物品的最大价值就是0。
     *
     * 那么dp数组除了下标0的位置，初始为0，其他下标应该初始化多少呢？
     *
     * 看一下递归公式：dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]);
     *
     * dp数组在推导的时候一定是取价值最大的数，如果题目给的价值都是正整数那么非0下标都初始化为0就可以了。
     *
     * 这样才能让dp数组在递归公式的过程中取的最大的价值，而不是被初始值覆盖了。
     *
     * 那么我假设物品价值都是大于0的，所以dp数组初始化的时候，都初始为0就可以了。
     *
     * 4.一维dp数组遍历顺序
     *
     * 这里大家发现和二维dp的写法中，遍历背包的顺序是不一样的！
     *
     * 二维dp遍历的时候，背包容量是从小到大，而一维dp遍历的时候，背包是从大到小。
     *
     * 为什么呢？
     *
     * 倒序遍历是为了保证物品i只被放入一次！。但如果一旦正序遍历了，那么物品0就会被重复加入多次！
     *
     * 举一个例子：物品0的重量weight[0] = 1，价值value[0] = 15
     * 如果正序遍历
     *
     * dp[1] = dp[1 - weight[0]] + value[0] = 15
     *
     * dp[2] = dp[2 - weight[0]] + value[0] = 30
     *
     * 此时dp[2]就已经是30了，意味着物品0，被放入了两次，所以不能正序遍历。
     *
     * 为什么倒序遍历，就可以保证物品只放入一次呢？
     *
     * 倒序就是先算dp[2]
     *
     * dp[2] = dp[2 - weight[0]] + value[0] = 15 （dp数组已经都初始化为0）
     *
     * dp[1] = dp[1 - weight[0]] + value[0] = 15
     *
     * 所以从后往前循环，每次取得状态不会和之前取得状态重合，这样每种物品就只取一次了。
     *
     * 那么问题又来了，为什么二维dp数组历的时候不用倒序呢？
     *
     * 因为对于二维dp，dp[i][j]都是通过上一层即dp[i - 1][j]计算而来，本层的dp[i][j]并不会被覆盖！
     *
     * （如何这里读不懂，大家就要动手试一试了，空想还是不靠谱的，实践出真知！）
     * 再来看看两个嵌套for循环的顺序，代码中是先遍历物品嵌套遍历背包容量，那可不可以先遍历背包容量嵌套遍历物品呢？
     *
     * 不可以！
     *
     * 因为一维dp的写法，背包容量一定是要倒序遍历（原因上面已经讲了），如果遍历背包容量放在上一层，那么每个dp[j]就只会放入一个物品，即：背包里只放入了一个物品。
     *
     * 倒序遍历的原因是，本质上还是一个对二维数组的遍历，并且右下角的值依赖上一层左上角的值，因此需要保证左边的值仍然是上一层的，从右向左覆盖。
     *
     * （这里如果读不懂，就在回想一下dp[j]的定义，或者就把两个for循环顺序颠倒一下试试！）
     *
     * 所以一维dp数组的背包在遍历顺序上和二维其实是有很大差异的！，这一点大家一定要注意。
     * @param weight
     * @param value
     * @param bagWeight
     */
    public static void testBagProblem(int [] weight,int [] value,int bagWeight){
        int wlen = weight.length;
        // 定义dp数组：dp[j]表示背包容量为j时，能获得的最大价值
        int [] dp = new int[bagWeight + 1];
        // 递推式
        //  dp[j] = Math.max(dp[j],dp[j -weight[i]] + value)
        // 初始化

        // 遍历顺序：先遍历物品，再遍历背包容量
        for (int i = 0; i < wlen; i++) {
            // 遍历背包容量
            for (int j = bagWeight; j >= weight[i]; j--) {
                dp[j] = Math.max(dp[j],dp[j - weight[i]] + value[i]);
            }
        }
        //结果  打印dp数组
        for (int i = 0; i < dp.length; i++) {
            System.out.print(dp[i] +" ");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] weight = {1, 3, 4};
        int[] value = {15, 20, 30};
        int bagWight = 4;
        BagProblem2.testBagProblem(weight,value,bagWight);
    }
}
